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风能 专题分析

亚太地区浮体式海上风电市场发展概况

August 21, 2020 Wind InfoLink

CN TW

前言

海上风电近年在各国蓬勃发展,其中新兴的浮体式技术受到瞩目。相较于固定式风机,浮体式风机可安装在水深50米深以上区域,能运用外海较为稳定风能,达到更高效率,而且浮体式风机可以在陆上组装,省下工作船成本,预料将是2025年后亚太地区海上风电发展重点项目。

欧美前期推动经验

挪威即将建造近期最大的浮体式离岸风场,既上次2009年UNITECH Zefyros by Hywind Technology采用1支2.3MW的风机,这次Hywind Tampen则有11支8MW的风机,深度在260-300米之间,两次都采用Spar-buoy(深水浮筒式)浮台,目前有8个国家拥有即将动工和已经投产的浮体式风场(挪威、葡萄牙、日本、英国、法国、西班牙、爱尔兰和美国)。

浮体式风机与固定式风机最大差异,在于浮体式没有水下基础,转而采用浮台使其可在海上漂浮,DCNS、Ideol、Principle和SBM Offshore分别设计出不同平台种类;且配合系缆将其浮台固定,Bridon International研发出尼龙系缆,比传统钢制系泊链减少30%成本;此外,须维持漂浮稳定度,英国Exeter大学与Vryhof 及TenCate共同研发纺织重力锚碇袋(textiles gravity anchor bags),得以维持海床锚碇稳定度。

浮体式技术成本未来下降趋势

依据WindEurope分析,现阶段LCOE(小型示范案场)约180-200欧元/MWh (新台币6.3-7.0元/度),达成最终投资决定(FID, final investment decision)并采用商业化规模案场后,2023-2025年LCOE有望降至80-100欧元/MWh (新台币2.8-3.5元/度),至2030年LCOE更预期可达40-60欧元/MWh (新台币1.4-2.1元/度) 。

浮体式海上风电虽不及固定式拥有大量资本与财务融资,但将是投资者下个目标,发展浮体式取决于港口合适度及基础电网,成本下降则倚赖系泊、电缆和电网进行研究投资。

亚太地区浮体式海上风电推动概况

目前在亚太地区,南韩与日本针对浮体式技术有较明确的鼓励措施,台湾、越南、中国大陆对于浮体式风力的相关政策尚未明朗,以下分别就个别国家进行概况说明。

南韩

南韩推广再生能源是用RPS制度,受规范的电力供应商,需要取得一定容量之绿电(REC)凭证,再生能源中海上风电的权重较高,约为2.0~3.5,离岸15km以上权重达3.5,换言之可以建造在离岸较远处的浮体式风机具有优势。

南韩官方产业通商资源部声明2024年12月将完成浮体式系统开发,且会根据2026年第一阶段运营结果,促进以东南地区为中心的4.6GW浮体式风力,目前南韩蔚山皆为浮体式项目,预计2026年会部分商转。

日本

日本目前只有浮体式风力适用36日圆/kWh的趸购费率(FIT),固定式则采竞标,明显看出日本政府高度支持浮体式风力,且日本附近海域多为50米以上水域又被坚硬岩石覆盖,浮体式风力将是解方。

台湾

台湾政府已经为2026年后,浮体式技术进场海上风电区块开发打开大门,目前评估新竹外海为浮体式风力最适场址,新竹人口密度高又为工业园区,海域深度在90米左右,预估采用浮体式平台为Spar-buoy(深水浮筒式)。

越南

越南当前还未声明浮体式相关政策及发展,有待商讨。

中国大陆

中国上海市因应十三五计画,邀请风电厂商及研究机构进行「漂浮式深远海科技项目」试验,虽近期不断有浮体式新闻释出,确切方向还有待「十四五」公布。

全球浮体式海上风电推动项目

浮体式风场多以示范风场为主,并多使用Semi-Su(半潜式)为浮体式平台,虽建造复杂及技术难度高,不过,成本介于Spar-buoy(深水浮筒式)和TLP (张力腿式)之间,且安装较其他两者容易,当前采用Semi-Su(半潜式)国家为日本、法国、葡萄牙、爱尔兰和美国。

风场项目 地点 水深 规模(容量) 风机(支) 技术(平台) 企业(平台)
 Hywind I Norway 150-700 m 2.3 MW 1*2.3 MW Hywind
(深水浮筒式)
 Equinor
 WindFloat Atlantic   Phase 1 Portugal 50 m以上 2 MW 1*2 MW WindFloat
(半潜式)
 Principle Power
 Kabashima Japan N/A 2 MW 1*2 MW Hybrid Spar
(深水浮筒式)
Toda Corporation
 Fukushima FORWARD Japan N/A 2 MW 1*2 MW Semi-Sub
(半潜式)
Mitsui Engineering and Shipbuilding
 Fukushima FORWARD Japan N/A 7 MW 1*7 MW V-Shape Semi-Sub (半潜式) Mitsubishi Heavy Industries
 Fukushima FORWARD Japan 50 m以上 5 MW 1*5 MW Advanced Spar (深水浮筒式)  Japan Marine   United
 Hywind Pilot Park UK N/A 30 MW 5*6 MW Hywind
(深水浮筒式)
 Equinor
 FloatGen France N/A 2 MW 1*2 MW Damping Pool (阻尼池半潜式)  IDEOL
 IDEOL Kitakyushu   Demo Japan N/A 3 MW 1*3 MW Damping Pool (阻尼池半潜式)  IDEOL
 Kincardine UK N/A 2 MW (其餘48 MW, 2020年投產) 1*2 MW(5*9.5 MW) WindFloat
(半潛式)
 Principle Power
 TetraSpar   demonstration Norway N/A 3.6 MW 1*3.6 MW TetraSpar
(深水浮筒式)
Steisdal Offshore  Technologies
 WindFloat Atlantic 2 Portugal 85-100 m 25 MW 3*8.3 MW WindFloat
(半潜式)
 Principle Power
 DemoSATH Spain N/A 2 MW 1*2 MW SATH
(旋转双体船)
 Saitec
Les éoliennes flottantes de Groix and Belle-Île France N/A 28.5 MW 3*9.5 MW (V164) Sea Reed
(半潜式)
 Naval Energies
Les Eoliennes Flottantes du Golfe du Lion France N/A 30 MW 3*10 MW (V164) WindFloat
(半潜式)
 Principle Power
 EolMed (Gruissan)   Pilot  Farm France N/A 30 MW 3*10 MW (V164) Damping Pool (阻尼池半潜式)  IDEOL
Provence Grand Large France N/A 25.2 MW 3*8.4 MW (SWT-8.0-154) TLP
(张力腿式)
 SBM Offshore
 Goto City Japan N/A 22 MW 2-5 MW Hybrid Spar
(深水浮筒式)
 Toda Corporation
 Hywind Tampen Norway N/A 88 MW 11*8 MW Hywind
(深水浮筒式)
 Equinor
 AFLOWT Ireland N/A 6 MW 1*6 MW Hexafloat
(半潜单柱式)
 SAIPEM
 Aqua Ventus I USA (Maine) N/A 12 MW 2*6 MW VolturnUS
(半潜式)
 University of   Maine

数据来源:Carbon Trust

总结

南韩发出声明2024年底将完成浮体式系统开发、2026年促进东南地区4.6GW浮体式风力;台湾也在2026年后提供浮体式技术进场空间;越南电力需求将在2025年后一年成长7%以上,相较其他国家高出许多,且越南政府2025年喊出风力2GW的目标,虽不确定浮体式占比,但值得注意。

综观以上,浮体式风力将在2025年掀起高度话题。

参考数据:

FLW JIP Summary Report-FWJIP_Phase 2 Summary Report

经济部技术处-产业技术评析-海上风电机漂浮式平台技术发展趋势

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